Gēnu ekspresija DNS sintēze (replikācija) 4. tēma

Gēnu ekspresija Gēnu ekspresija ir process, kurā no gēnos esošās informācijas tiek iegūts funkcionēt spējīgs produkts. Olbaltumviela rRNS tRNS

Kodols: nozīme RNS un olbaltumvielu sintēzē Olbaltumvielas mūžs šūnā parasti ir no dažām minūtēm līdz dažām stundām.

Transkripcija Procesu, kurā, izmantojot DNS ķēdi, tiek sintezēta RNS, sauc par transkripciju. Šeit kā matrica kalpo viena no DNS ķēdēm. Gar to tiek sintezēts komplementārs RNS pavediens. http://www.youtube.com/watch?v=WsofH466lqk

Aktīns Kodola miozīns Transkripcijas faktors Polimerāze I

Kā transkripcijas gala produkts izveidojas vairāk nekā triju veidu RNS molekulas: matricas RNS (mRNS), kura atbilstoši bāžu secībai nodrošinās noteikta polipeptīda sintēzi; ribosomālā RNS (rRNS), pie kuras vēlāk piestiprinasies olbaltumvielas, izveidojot ribosomu; transporta RNS (tRNS), kas nodrošinās aminoskābju transportu no citoplazmas līdz ribosomām, kuras veic polipeptīdu sintēzi.

RNS “processings” un eksports citoplazmā Eikariotu šūnās gēni satur daudzas bāzes, kas netiek izmantotas olbaltumvielu sintēzei. DNS fragmentus, kurus izmanto polipeptīdu sintēzei, sauc par eksoniem, bet neizmantojamos fragmentus - par introniem.

RNS nobriešana un intronu atdalīšana (RNA processing and splicing) http://www.youtube.com/watch?v=YjWuVrzvZYA http://www.youtube.com/watch?v=FVuAwBGw_pQ

Ir RNS veidi, kurus kodolos sintezē, lai tie pievienotos ribosomām un kavētu polipeptīdu sintēzi.

Ribosomas Ribosomas ir sastopamas visās prokariotu un eikariotu šūnās. Eikariotu šūnās citoplazmas ribosomas var atrasties uz kodola apvalka ārējās membrānas, uz endoplazmatiskā tīkla vai brīvi citoplazmā. Pie vienas mRNS molekulas bieži piestiprinās vairākas ribosomas, veidojot poliribosomu vai polisomu. Citoplazmā atrodas atsevišķas ribosomu subvienības. Abas subvienības apvienojas tikai piestiprinoties pie mRNS molekulas. Ribosomu izmēri ir no 20 - 30 nm.

Ribosomas citoplazmā un pie endoplazmatiskā tīkla.

Ribosomas http://www.youtube.com/watch?v=NJxobgkPEAo Ribosomas pārvietošanās virziens Žurnāls "Nature " 9/27/2001

Translācijas iniciācija Iniciācijas faktori. Iniciācijas faktoru pievienošanas secība un nozīme. Papildus informācija: http://www.rpi.edu/dept/bcp/molbiochem/MBWeb/mb2/part1/translate.htm

Translācija 1.etaps: pie ribosomu mazās subvienības pievienojas tRNS. 2.etaps: komplekss piestiprinās mRNS 5’ galā. 3.etaps: pārvietojoties pa mRNS, tiek atrasts iniciācijas kodons AUG. RNS parasti satur daudz šādus kodonus, kuri kodē metionīnu. Taču šajā gadījumā tiek atrasts kodons, kas ir vistuvāk 5’ galam.

4.etaps: pie kompleksa pievienojas lielā subvienība. 5.etaps: komplekss pakāpeniski pārvietojās katru reizi komplementārai RNS bāzei pievienojot tRNS, kura atdala aminoskābi, kas pievienojas pie augošā polipeptīda. Procesā piedalās elongācijas faktori eEF-1α un eEF-2. eEF-1α izmanto GTF enerģiju, lai pievienotu antikodonu pie kodona, bet eEF-2 izmanto GTF enerģiju, lai pārvietotu peptidil tRNS uz P zonu. 6.etaps: aminoskābju polimerizācija turpinās līdz brīdim, kad A saitu sasniedz “stop” kodons - UAA, UAG vai UGA. 7.etaps: pie kompleksa piesaistās atbrīvošanas faktors.

Pie polipeptīdu ķēdes karboksilgala pievienojas disociētas ūdens molekulas hidroksilgrupa un polipetīdu ķēde var atbrīvoties no ribosomas. sadalās ribosoma. no ribosomas atdalās mRNS molekula kā arī pie mazās subvienības piestiprinātā tRNS molekula un atbrīvošanas faktors. Izveidotais polipeptīds tiek tālāk transportēts un modificēts. Cik daudz fosfāti no ATF un GTF ir nepieciešami, lai izveidotu vienu polipeptīdu (100 aminoskābes)? Skaidrojumam izmantojiet formulu 3+2(n)+2

Olbaltumvielas pēc sintēzes Citosolā sintezētajām pievieno siltuma šoka olbaltumvielas, transportē un izveido trešējo struktūru. Kodola apvalka ārējās membrānas un ER ribosomās sintezētās olbaltumvielas transportē uz ER lumenu, modificē un transportē uz citiem šūnas nodalījumiem vai membrānām. http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/lifecycleprotein.html

Olbaltumvielu glikozilēšana Oligosaharīdu izveido pie polipeptīda N atoma.

Vielu apmaiņa starp Goldži kompleksu un endoplazmatisko tīklu

Modificēt no endoplazmatiskā tīkla saņemtās olbaltumvielas; Proteolītiski apstrādāt sekretējamās olbaltumvielas;

Lizosomālo olbaltumvielu fosforilēšana

Olbaltumvielu proteolītiska modificēšana

DNS sintēze DNS sintēzi sauc par replikāciju. Eikariotu šūnu kodolā tā parasti notiek interfāzes perioda S fāzē.

Replikācija eikariotu šūnā Eikariotu šūnu kodolā replikācija parasti notiek interfāzes perioda S fāzē. Atsevišķos gadījumos tā notiek arī citās fāzēs un miera stāvoklī esošajās šūnās. Atkarībā no DNS daudzuma šūnā mainās krāsojuma intensitāte. “x” ass – DNS daudzums “y” ass – šūnu skaits 2n 4n

Replikācija eikariotu šūnā http://www.youtube.com/watch?v=teV62zrm2P0

http://www.stmary.ws/highschool/science/APBIO/Heredity/DNA_replication.htm